封箱机加装箱皮二维码扫描装置的改进

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  摘 要:我厂卷包车间的封箱机在生产过程中,由于品牌较多以及箱皮的二次使用流程,可能会出现使用箱皮与箱装品牌不符的情况,存在较严重质量隐患。通过观察与实践,我们在封箱机烟箱输出通道加二维码扫描装置,用来检验区分箱皮与箱装品牌是否一致,杜绝质量隐患,具有很大的推广和应用价值。
  关键词:封箱机 箱皮 二维码扫描装置 二维码
  一、引言
  现今卷包车间内共有十臺封箱机,生产多种品牌的香烟,使用的烟箱箱皮类别较多,而且还有箱皮二次使用的现象,偶有发生箱皮错用混淆的现象,有时此类事件将会产生较严重的召回及责任问题。为了确定一种产品的类型以及日后方便追踪,生产商用永久的二维码进行标记,也就是直接零件标识(DPM)。使用二维代码是因为它们尺寸小,有纠错性,以及与传统一维条码相比能够储存更多数据量。二维DPM码还有助于防伪,因为它们更难复制。基于图像的自动识读器是唯一一种能够读取这种技术标识的识读器,激光扫描仪只能读取一维条码。自动识别技术不需要在生产中手动输入数据,避免人为错误,提高效率。在全自动生产线上,烟箱在传送带上被折叠装填、贴码和运送,二维码ID 读码器固定安装在标识可以重复出现的位置,当烟箱通过时进行二维码扫描,将结果与之前输入电脑的信息进行对比。
  二、正文
  让我们来谈谈代码,代码技术提供快速、可靠的数据采集,以确保元件或产品的可追溯性和防错装配流程,并提高客户服务。代码是机器可读的符号,存储与其有关的元件或产品的相关识别数据。通过使用扫描仪读取这些符号,我们可以解码、记录和处理这些符号,以提取数据用于各种不同的用途(如定价、履行订单、追溯整个生产过程、分拣和装运等)。多年来,各行业已开发出各种不同形式的代码,以帮助他们在世界各地开展业务。这些代码包括一维线性条码,二维矩阵代码,邮政代码,堆叠线性代码等。自历史上第一次扫描条码后,我们现在几乎不能想象一个没有条码的世界。条码具有各种各样的外观,各种从事产品生产、购买、销售和分销的行业继续受益于条码的使用。条码可帮助我们更快速、更可靠地收集数据、改善决策、消除人为错误的可能性、减少员工培训时间以及在整个生命周期跟踪产品。此外,条码的用途非常广泛,设计和印刷成本低廉,因而最终降低了我们的成本。条码非常轻松地改变了企业在全球范围内工作的方式。
  三、 当前的现状
  现今卷烟行业使用的箱皮,其使用的是二维矩阵代码,而大部分基于图像的读码器都能轻松地读取高质量印刷的代码。而激光扫描器只能读取一维条码,应用面较窄,且有时会发生读取错误。我们需要一种能方便快捷地读取烟箱二维码的新型读码器。康耐视读码器采用的是可变焦液态镜头技术,在安装、设置和维护时无需手动触摸,因而简化操作。这种液态镜头响应时间极快,而且提供比标准固定焦距镜头范围更大的聚焦距离。液态镜头模块是一种受电子控制的可变焦系统。液态镜头采用两种等密度液体——油是绝缘体,而水是导体。电压变化会导致两种液体表面的曲率变化,该变化会反过来致使镜头焦距发生变化。液态镜头的主要优势体现在其耐用性(无移动部件)、响应时间短、光学质量优、耗电量低以及体积小。例如DataMan 300读码器,是最通用的康耐视固定读码器,提供多种集成光源和镜头选项,具有智能调节技术,可以自动设置集成照明,找到零件的最佳光照设置。正因如此我们决定采用DataMan 300系列固定式读码器。当烟箱在皮带上输送时,发生代码与镜头之间距离的远近变化,焦距可在100毫秒内从相接触扩大到长达300毫米(12英寸),无需在生产线上进行人工对焦。
  四、实施措施
  首先在封箱机出口处加装二维码扫描触发光电,检测到烟箱的前边沿时,触发照相机开始对烟箱上的二维码照相。
  该类型康耐视读码器可以通过Ethernet/IP和Profinet等工业协议使基于图像的读码器能够轻易地集成到工厂网络中,与PLC的直接通信使数据通信和控制成为可能。
  I/O电缆用来连接触发器和高速输出端,与安装在电脑上的专用监控管理软件Cognex DataMan Software相连接,用户可以手动添加所要监控选择的烟箱二维码代码到程序中或者程序文件夹中的Excel表格中,添加新牌号之后再保存文件。通过程序计算,针对不同的牌号选择对应的程序,便可对扫描的二维码进行监测。在扫描装置下游加装烟箱止挡板控制电磁阀,当检测到二维码错误时,程序输出信号,控制电磁阀得电,止挡板升高挡住烟箱并响起警报,等待操作人员过来取下对应二维码错误的烟箱。此时按下对应的复位按钮,使止挡板复位并消除警报声音。
  五、项目实施效果
  该项目目前在多台YP11以及YP18封箱机上,进行了推广应用。经过近一年的使用,发现效果可观很可取。(1)采用程序控制,功能稳定,检测错误二维码的准确率高,消除了重大的质量隐患。(2)检测结果直接在OPC上有显示,直观醒目,并会发出报警声提醒操作人员及时进行处理,极大地降低了操作工的劳动强度和方便维修人员进行维修调试。
  六、结语
  该项改进,通过信号线与编制程序,把二维码扫描装置与OPC电脑连接起来,并控制止挡板动作,充分发挥控制程序与OPC电脑显示器的优异性能,使检测功能更准确、更可靠、更稳定,维护调整也更方便,降低劳动强度,保证了箱皮的正确使用。以后可在其它剩余的封箱机上推广安装此套装置。
  参考文献:
  [1]廖常初.PLC编程及应用.北京:机械工业出版社,2002,102-104.
  [2]张五一,赵强松.机器视觉的现状及发展趋势.郑州:中原工学院学报,2008,19(1):9-12.
  作者简介:杨秉佐,男,汉族,毕业于青岛农业大学机电工程学院电气工程及其自动化专业,学士学位,山东中烟青岛卷烟厂卷包车间,电气维修工;张建新,男,汉族,毕业于青岛大学自动化系工业自动化专业,学士学位,青岛卷烟厂卷包车间,电气工程师。
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